极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒构造与构件制造技术

本发明专利技术提供极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒构造与构件，属于建筑物防震减震技术领域。通过设置退让阻挡结构，防止柱体在地震发生时柱体被剪断，不仅在径向上限制钢管混凝土隔震柱的屈服，在纵向上又通过顶部阻挡块限制了楼板的断裂，阻止了建筑物的倒塌，同时在柱体外套设倒锥台或双曲面柱，使其通过阻尼杆与墙体相连，实现地震发生时的耗能，设置的阻尼环、限位钢套又在结构上和抗侧力构件上实现了抗震。

【技术实现步骤摘要】
极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒构造与构件
本专利技术属于抗震减震
，尤其涉及极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒构造与构件。
技术介绍
目前，建筑物抵抗地震的方法主要有三种：第一种，提高建筑结构的强度减少建筑结构的变形，为抗震。第二种，减少建筑结构底层的刚度提高其强度和韧性，常称隔震。第三种，在必要的强度和韧性基础上增大结构，增加在这些振动过程中的耗能和阻尼，常称减震。一种钢管柱隔震减震装置，申请号201110030213.5，公开一种设置在底层的支撑结构，其具体如桁架结构的支撑，是通过提高抗侧力构件的承载力，这种方法增大了结构的刚度，地震作用也相应增大了。现有研究表明，阻挡抗震能够实现不垮塌，符合抗震设计的最终设计目标——以人为本，为大幅提高抗倒塌力，设退让型阻挡结构，从分级退让耗能、多层次屈服，使总抗力为每阶段抗力及屈服抗力之和，这样实现抗力倍增，每一阶段退让都有抗力倍增，达到总抗力是传统总抗力的5-6倍。因此，有必要对阻挡抗震进行研究，以使其满足建筑不到之目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供极震下三维多阶退让阻挡建筑不倒构造与构件，能够实现分阶段实现阻挡抗震，提高总抗力的目的。本专利技术采用如下技术方案：一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱，以及用于安装钢管混凝土隔震柱的阻尼约束孔，阻尼约束孔内填充柔性泡沫，钢管混凝土隔震柱安装在阻尼约束孔内，阻尼约束孔安装在地坪以下，安装钢管混凝土隔震柱后，钢管混凝土隔震柱边沿到地坪边沿的直线距离为Δ1，钢管混凝土隔震柱顶部到边墙的距离为Δ2，边墙与横梁之间通过锚拉钢筋相连。本专利技术的另一种优选方案是：一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱、设在钢管混凝土隔震柱外层的包被柱，包被柱顶部采用锚拉钢筋与横梁相连，包被为空心倒锥台或者双曲线抛物面空心柱，空心倒锥台包被为两部分，前一部分空心倒锥台同钢管混凝土隔震柱一起安装于基础上，长度为基础到地坪，钢管混凝土隔震柱边沿到空心倒锥台内部边沿的直线距离为Δ0，地坪以下部分的空心倒锥台构成约束锥，另一部分倒锥台安装在前一部分的空心倒锥台上。本专利技术的另一种优选方案是：一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱，钢管混凝土隔震柱安装在地基上，钢管混凝土隔震柱的柱体一侧或者两侧架设阻挡框架/剪力墙，阻挡框架/剪力墙的顶部通过锚拉钢筋与框架梁相连接。本专利技术的另一种优选方案是：一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，所述的双曲线抛物面柱内的钢管混凝土隔震柱安装于约束锥内，高度为地基到地坪，钢管混凝土隔震柱边沿到约束锥边沿的直线距离为Δ0，钢管混凝土隔震柱中部到双曲线抛物面空心柱最近的直线距离为Δ1，钢管混凝土隔震柱顶部至双曲线抛物面空心柱顶最远的直线距离为Δ2。一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，地下室室内安装有钢管混凝土隔震柱，钢管混凝土隔震柱安装于防水基础上，钢管混凝土隔震柱上套设有环形滑移牛腿，环形滑移牛腿通过粗钢筋与无梁楼板锚拉连接，无梁楼板与钢管混凝土隔震柱之间的距离为Δ1，室外地坪通过钢套与安装于地下室边沿处的钢管混凝土隔震柱相连接，且设计确定钢管混凝土隔震柱到地坪的直线距离为Δ2。作为本专利技术的更优的技术方案，有所述的钢管混凝土隔震柱还通过软钢带与边墙/地坪相连接。本专利技术的有益效果：1.本专利技术通过在建筑物的底层设置阻挡结构，当发生地震过程中，可以在钢管混凝土隔震柱在要发生剪断前，阻止其发生柱体倾倒，为柱体提供了支撑了，防止了建筑物的倒塌。2、本专利技术在底层设置阻挡结构在顶部设置阻挡结构，不仅可以在径向防止柱体倾倒，同时在纵向上提供支撑楼板的阻挡块，从而防止了建筑物垮塌。3、本专利技术在底层设置若干阶梯状的阻挡结构，即可保证纵向楼板的断裂，在横向上柱体分阶段、分时段与阻挡结构结构接触，从而实现每阶段的抗力之和为总抗力，使抗倒塌能力提高了5-6倍。4、将柱体外层套设有倒锥台圆柱或双曲线抛物面柱，并设置锚拉钢筋与剪力墙相连接，提高了柱体的强度，并通过耗能杆实现抗震，设置于阻尼约束孔内的阻挡环，增加柱体的延性，实现结构上抗震，固定在地坪上的限位钢套，从提高结构抗侧力构件方式提高了建筑物抵抗地震的能力。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术实施例2的倒锥台空心柱结构示意图；图3为本专利技术实施例2的双曲线抛物面空心柱结构示意图；图4为本专利技术实施例3的阻挡框架结构示意图；图5为本专利技术实施例3的剪力墙结构示意图；图6为本专利技术实施例4的结构示意图；图7为本专利技术实施例5的结构示意图；图8为本专利技术实施例5的结构示意图；图9为本专利技术实施例6的结构示意图；图10为隔震柱的变形曲线。1-地坪、2-隔震柱、3-滑移牛腿、4-无梁楼板。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。其中，Δ0、Δ1、Δ2的确定：1.引入有关力、作用或位移的表达式地震作用，地震作用产生的力矩地震作用：隔震、减震系数：凡是用“抗规”上的符号，其定义和“抗规”相同，在此不再解释。地震作用产生的力矩：重力位移偏心产生额力矩一般θp∑Hi∑Nij均匀结构重力初始产生的力矩∑∑eijNij或e0∑Nj柱底屈服弯矩的重量或是最有效的阻倾力矩。梁端屈服弯矩，对框架柱而言，是柱的匡扶力矩，边柱的匡扶力矩仅有一个，中间柱则有两个：或∑∑γmj(mγ+mL)ij由于数量很多，所以阻倾效果很好。轴力增量由边梁端剪力构成，层数少可忽略轴力增量，由端剪力所构成。∑∑ΔNij·B边跨梁产生的轴力增量、斜拉条屈服产生的柱轴力增量平衡条件，力矩平衡式：由于目标是求极限的承载能力对应的地震作用，所以有多处屈服和塑性铰，很多次超静定的结构变成了静定或几乎静定问题，位移协调性和连续性因弹塑性变形而自动解决。分析得到简化，禁用平衡条件就可将绝大多数内力求出，并求出各阶段的抗力。梁上屈服和塑性铰的出现，会降低结构的上部及整体刚度，会增大周期，提高隔震效果。屈服和塑性铰的出现，会提高耗能，阻尼和阻尼比。一方面降低隔减震系数另一方面会增加抗力。采用曲率模方法可以实现均匀屈服和定值弯矩。也可以部分曲率膜，或整体曲率膜，其特点是阻挡结构与隔震柱2之间接触曲线与隔震柱2的变形曲线一致，无缝接触。这种构造有效的保证了隔震柱2不失稳，不变形集中。2.为了保证研究的方便，现做以下假设：框架结构为“强柱弱梁”，同时“柱刚梁柔”，柱且由直线假定，所以柱粗一些。隔震层顶梁与柱交接处只许柱要出现塑性铰，而不许梁出现塑性铰，因此，梁的强度、刚度要大一些。隔震层柱采用高强度、高延性柱，四角的附近可设四根复合阻尼柱，隔震梁与柱顶阻挡结构之间设锚拉。每根柱的下部埋深设一约束锥，中部由地坪1起到对柱的约束，称为地坪1阻挡结构或腰部阻挡结构。地下室侧壁或底层中间及四周的设计的内外墙，同时兼柱顶柱中阻挡结构，这些结构就是底层围护结构，也是阻挡结构，既阻挡水平位移，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱，以及用于安装钢管混凝土隔震柱的阻尼约束孔，阻尼约束孔内填充柔性泡沫，其特征在于，钢管混凝土隔震柱安装在阻尼约束孔内，阻尼约束孔安装在地坪以下，安装钢管混凝土隔震柱后，钢管混凝土隔震柱边沿到地坪边沿的直线距离为Δ1，钢管混凝土隔震柱顶部到边墙的距离为Δ2，边墙与横梁之间通过锚拉钢筋相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱，以及用于安装钢管混凝土隔震柱的阻尼约束孔，阻尼约束孔内填充柔性泡沫，其特征在于，钢管混凝土隔震柱安装在阻尼约束孔内，阻尼约束孔安装在地坪以下，安装钢管混凝土隔震柱后，钢管混凝土隔震柱边沿到地坪边沿的直线距离为Δ1，钢管混凝土隔震柱顶部到边墙的距离为Δ2，边墙与横梁之间通过锚拉钢筋相连。2.一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱、设在钢管混凝土隔震柱外层的包被柱，其特征在于，包被柱顶部采用锚拉钢筋与横梁相连，包被柱为空心倒锥台或者双曲线抛物面空心柱，空心倒锥台包括为两部分，前一部分空心倒锥台同钢管混凝土隔震柱一起安装于基础上，距离为基础到地坪，钢管混凝土隔震柱边沿到空心倒锥台内部边沿的直线距离为Δ0，地坪以下部分的空心倒锥台构成约束锥，另一部分倒锥台安装在前一部分的空心倒锥台上。3.一种用于房屋隔震和减震的隔震柱安装结构，包括安装在建筑物底层的钢管混凝土隔震柱，其特征在于，钢管混凝土隔震柱安装在地基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尔其，
申请(专利权)人：什邡泰锐钢结构工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51